計算機軟件設(shè)計的探討論文
計算機軟件設(shè)計的探討論文
計算機技術(shù)的發(fā)展帶來了全社會的變革，人們的生活對計算機的依賴越來越強，所使用的軟件也越來越復(fù)雜，對開發(fā)軟件所使用的技術(shù)也要求越來越高。下面是學(xué)習啦小編給大家推薦的計算機軟件設(shè)計的探討論文，希望大家喜歡!
計算機軟件設(shè)計的探討論文篇一
《淺談計算機軟件重構(gòu)技術(shù)》
摘要：本文闡述了軟件重構(gòu)技術(shù)的現(xiàn)狀，研究意義和發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞：軟件重構(gòu) 原型開發(fā) 簡化 復(fù)用 測試
1、軟件重構(gòu)的定義
軟件維護最初最貼切的形容就是“打補丁”，所有的維護工作采用的都是一種消極但快速的方法。如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有問題，維護人員就快速找到這個問題，然后修改源代碼，解決這個問題。如果要添加一個新的功能，那就找到一個相似的模塊，修改代碼以后放進去。這樣反復(fù)多次之后，系統(tǒng)變得越來越臃腫，越來越難于理解，維護也越來越艱難、越來代價越高。人們期望解決這一問題的根本辦法，于是軟件重構(gòu)技術(shù)應(yīng)運而生。通過這種技術(shù)，使得編碼更加謹慎合理，編碼時如果非常小心，則代碼會具有良好的形狀和味道，在修改添加代碼前，通過查看代碼的形狀和味道來決定是否進行更新。如果代碼不容易被理解，則必須重構(gòu)代碼以使得維護變得容易，再進行相應(yīng)的擴展和更新。
軟件重構(gòu)是指在不改變軟件的功能和外部可見性的情況下，為了改善軟件的結(jié)構(gòu)，提高清晰性、可擴展性和可重用性而對軟件進行的改造。簡而言之，重構(gòu)就是改進已經(jīng)寫好的軟件的設(shè)計。也就是說，改進后的軟件其原有的功能和行為都不改變，改變的僅僅是程序內(nèi)部的編碼。重構(gòu)是在源代碼級別上進行的，目的是使原有的代碼在重構(gòu)后具有良好的程序結(jié)構(gòu)。
2、軟件重構(gòu)的意義
計算機技術(shù)的發(fā)展帶來了全社會的變革，人們的生活對計算機的依賴越來越強，所使用的軟件也越來越復(fù)雜，對開發(fā)軟件所使用的技術(shù)也要求越來越高。面向?qū)ο箝_發(fā)方法等有利于軟件利用的方法和技術(shù)得到了廣泛的運用。但同時也顯示出一些弊端。為了開發(fā)出使用方便，利于維護的軟件系統(tǒng)，軟件開發(fā)人員希望把初始系統(tǒng)設(shè)計得盡可能的完美、靈活、具有良好的可擴展性。這不僅要求軟件開發(fā)人員具有較高的軟件設(shè)計能力，而且，再完美的設(shè)計也不可能完全適應(yīng)未來的需求變化。解決這一問題的方法是軟件工程中的原型開發(fā)方法，在原型開發(fā)方法中，系統(tǒng)開發(fā)人員首先快速開發(fā)出一個系統(tǒng)原型提供給用戶使用，通過用戶在使用過程中的不斷反饋來對系統(tǒng)進行修改直到最后開發(fā)出系統(tǒng)的成熟版本。軟件擴展是在軟件重構(gòu)的基礎(chǔ)上完成的。在需要擴展時，使用軟件重構(gòu)方法和重構(gòu)工具，采取提取抽象數(shù)據(jù)類型、提取接口等技術(shù)對代碼結(jié)構(gòu)進行改造，以利于軟件的維護、功能的增加等活動。
對于已經(jīng)投入使用的系統(tǒng)，由于需求、業(yè)務(wù)、法規(guī)等因素的變化，也會因此而改變，需要在原有的系統(tǒng)上進行修改和擴充。在維護過程中可能會遇到設(shè)計風格不一致、過時的編程語言、系統(tǒng)文檔過時，不完整和難于理解的問題。這時候，為也延長舊系統(tǒng)的生命周期，降低系統(tǒng)維護成本。就可以采用以原有系統(tǒng)進行重構(gòu)的方法對軟件進行重構(gòu)，使其在改善程序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上適應(yīng)需求的變化。
軟件重構(gòu)也能為程序員的編碼帶來好處，首先，可以簡化設(shè)計，重構(gòu)允許系統(tǒng)設(shè)計剛好滿足現(xiàn)有需求，不必過多考慮未來的需求，降低了系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜程度，當有新的需求時，可以利用重構(gòu)技術(shù)，快速進行設(shè)計擴展。其次，可以增強程序的可讀性，便于理解他人的編程目的，利于快速開發(fā)軟件系統(tǒng)。再者，軟件重構(gòu)可以使程序的結(jié)構(gòu)更加清晰，減少編程過程中出現(xiàn)的問題，并且，由于重構(gòu)是建立在嚴格的測試之上的，所以能夠快速發(fā)現(xiàn)問題。將復(fù)雜的軟件測試分解為遞進式的簡單測試，降低了測試的復(fù)雜度。最重要的是重構(gòu)可以使得代碼的可理解性大大提高，原因在于，重構(gòu)技術(shù)支持更小的類、更短的方法、更少的局部變量、更小的系統(tǒng)耦合，重構(gòu)可以讓程序員養(yǎng)成良好的編程習慣。
3、軟件重構(gòu)的研究現(xiàn)狀
軟件重構(gòu)的研究緊緊圍繞以下幾個方面展開，目前已經(jīng)取得了一些成果。
(1)基本重構(gòu)方法和復(fù)合重構(gòu)方法的研究，如Opdyke針對C++語言定義的一組基本重構(gòu)方法，在其中定義的每個基本重構(gòu)方法中，由前提條件和執(zhí)行動作組成。在進行重構(gòu)時以每個基本方法為重構(gòu)的最小單位。通過執(zhí)行動作對程序的修改步驟進行描述，前提條件是用來保證程序行為的不變。將這些基本重構(gòu)方法組合起來形成復(fù)合重構(gòu)，就可以用來解決復(fù)雜的重構(gòu)問題。Roberts等人受Opdyke研究的啟發(fā)，對基本重構(gòu)方法進行了改進，增加了后置條件約束，討論了復(fù)合結(jié)構(gòu)中基本重構(gòu)之間的依賴性問題，提出了計算復(fù)合重構(gòu)前置條件的計算方法，并開發(fā)了針對Smalltalk的重構(gòu)輔助工具。
(2)不良程序結(jié)構(gòu)的探查和整理。如冗余代碼探查和消除、類層次的整理、橫切關(guān)注的探查和封裝等。其中冗余代碼的探查和消除主要使用字符串比較的方法，類層次的整理主要使用“漸進增加類”算法實現(xiàn)，而橫切叛黨的探查和封裝主要使用面向方面范型進行研究和實踐。
(3)程序理解方法和工具。要進行軟件維護和軟件重構(gòu)必須在理解程序結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上施行。除了針對程序代碼中的不良程序結(jié)構(gòu)進行探查，還需要圍繞程序的設(shè)計模型進行分析。如Pauw等人開發(fā)的Ovation系統(tǒng)，使用了執(zhí)行模式視圖在不同的抽象層次上對程序的執(zhí)行進行可視化，并對生成的模型進行一些操作。Storey等人開發(fā)Rigi逆向工程環(huán)境則使用有向圖表示軟件構(gòu)件和它們之間的關(guān)系。
(4)面向典型設(shè)計的重構(gòu)方法。如Tokuda和Batory探討了采用手工方式對程序應(yīng)用設(shè)計模式的重構(gòu)的方法，他們通過實驗指出：一個典型的系統(tǒng)在使用重構(gòu)和引入設(shè)計模式后，可以明顯地增加軟件質(zhì)量。Tonella和Potrich提出了從C++代碼中自動抽取UML交互圖的方法。這個基于靜態(tài)的程序分析技術(shù)的方法，基本可以描述在任何輸入下程序的結(jié)果。將對象交互圖的抽取過程分兩步：第一步，從源碼中推斷出程序所創(chuàng)建的對象和程序中變量;第二步，把方法的每一個調(diào)用分解成交互過程中包含的發(fā)送類和接收類。
(5)軟件重構(gòu)輔助工具。如Opdyke開發(fā)的重構(gòu)輔助工具C++重構(gòu)工具，Roberts等人開發(fā)的Smalltalk Refactory Browser等。這些工具雖然沒能成為實用的工具，但卻是后續(xù)研發(fā)工作的基礎(chǔ)。
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